89b6d7a6
Поиск:  
  
Конкурсы
Проекты
Мастерская
Клуб конструкторов
Форумы
Магазин
Книжная полка
Видеотека
Доска объявлений
Контакты

  






  ***

03.06.2005 - "Интеграл" №2, 2005: «Инкубатор» для робототехников


РобоКлуб/Панорама/Пресса/03.06.2005 - "Интеграл" №2, 2005: «Инкубатор» для робототехников




"Интеграл" №2, 2005: «Инкубатор» для робототехников


В конце марта роботы заняли самые высокие места в рейтингах СМИ. "Гвоздем» открытия ЕХРО-2005 в Японии стало шоу андроидов, успешно исполнивших роли музыкантов, танцоров и физкультурников. Более четверти самой большой и самой престижной мировой выставочной площадки было отдано робототехнике как наиболее востребованной области технического развития. Крупные корпорации представили инновационную продукцию в сфере Hi-Tech. Фестиваль "Мобильные роботы», происходивший в это время в Москве, не был столь масштабным, однако именно он позволяет прогнозировать перспективы отечественной робототехники в ближайшее десятилетие.

Следствие технического прогресса.


Развитие науки и техники в середине прошлого века естественным образом привело к появлению новых материалов и новых принципов конструирования сложных прикладных систем. Так родилась мехатроника - симбиоз механики как научной дисциплины, микроэлектроники, информатики и теории автоматического управления. Сегодня три кита, на которых базируется промышленность, - это техническая кибернетика, мехатроника и робототехника. Робототехнические системы, включающие чувствительные элементы-сенсоры, исполнительные механизмы, компьютеры и обладающие элементами искусственного интеллекта, используются как в промышленности, так и в быту.


В последнее десятилетие в промышленно развитых странах наблюдается определенное падение интереса молодежи к получению технических специальностей. Для изменения ситуации потребовалось создание новых технологий пропаганды Hi-Tech, сравнимых по эффективности с агрессивной рекламой потребительских товаров. Так появились «соревнования роботов», идеологам которых удалось совместить стремление молодых людей к активному образу жизни с вхождением в технологическую сферу жизнедеятельности человека.


Почти 10 лет назад МГУ им. М.В. Ломоносова на базе своего Института механики первым начал проводить демонстрацию результатов работы студентов. Всероссийский научно-технический фестиваль молодежи «Мобильные роботы» им. Евгения Девянина с международным участием сегодня является уникальной площадкой, где публично демонстрируется практика применения новой образовательной технологии подготовки специалистов для науки и промышленности. Имя профессора МГУ Евгения Девянина Фестиваль получил в 2003 году в память о своем первом организаторе и идейном вдохновителе.


Жизнеспособность созданной технологии доказывается еще и расширением сферы использования: второй год подряд в Фестивале наравне со взрослыми участвуют школьники. Министр образования и науки Андрей Фурсенко. приветствуя участников и гостей Фестиваля-2005, отметил, что «одной из государственных задач является подготовка нового поколения специалистов по робототехнике и мехатронике, а также разработка новых форм и средств обучения, в том числе обучающей робототехники. Переориентация базового вектора развития отечественной экономики потребовала изменения существующих и создания новых технологий воспроизводства научных и инженерных кадров».


 Свидетельства роста


В этом году подготовка Фестиваля стала для Оргкомитета «проверкой на прочность»: количество учебных заведений, желающих показать студенческие и школьные работы в области прикладной робототехники, увеличилось настолько, что Институт механики МГУ - традиционное место встречи молодых создателей роботов - не смог вместить всех желающих. Открытие Фестиваля и выставка движущихся, ориентирующихся в пространстве по зрению и слуху, понимающих речь и адекватно реагирующих на изменение внешних условий машин проходили в главном здании МГУ. Дважды Герой Советского Союза, д.ф.-м.н., космонавт Георгий Гречко, обращаясь к участникам и гостям фестиваля «Мобильные роботы», подчеркнул, что специалисты, построившие самый большой космический робот - телескоп Хаббл. тоже были когда-то студентами.


Научно-технический фестиваль – комбинированное мероприятие, составляющие которого нацелены на различные аудитории. «Живая» демонстрация созданных в рамках учебных программ устройств и систем вызвала большой интерес зрителей, по роду своих занятий не связанных непосредственно с теми учебными специальностями, которым посвящен Фестиваль, но привлеченных ярким зрелищем. Научная школа-конференция «Мобильные роботы и мехатронные системы» - это публичные монологи и  дискуссии о результатах исследований, формирующие профессиональную исследовательскую среду. Соревнования роботов - командный интеллектуальный спорт, позволяющий наглядно сравнить результаты обучения в различных образовательных заведениях и уровень подготовленности студентов к решению реальных задач. Наконец, школьная сессия была адресована детям и их учителям, использующим роботы для обучения началам программирования и технического моделирования.


 Академики и первоклассник


 В течение всех пяти дней работы Фестиваля-2005 студенты и преподаватели вузов России, готовящих специалистов по специальностям «Мехатроника», «Робототехника и мехатроника» и смежных с ними, участвовали в работе научной школы-конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы». Своеобразным "мастер-классом» стали сообщения крупнейших российских ученых, таких как академики РАН В. Журавлев, Д. Охоцимский, В. Садовничий. Ф. Черноусько. - о последних достижениях в области робототехники, мехатроники, искусственного интеллекта.


В мехатронике и робототехнике как нигде короток путь от теоретического исследования до его практического воплощения. Например, доклад директора Института проблем механики РАН акад. РАН Ф. Черноусько «Динамика змееподобных роботов» мог быть интересен медикам, биологам, специалистам по проектированию трубопроводов. Все эти группы исследователей-практиков вынуждены решать проблемы передвижения и снятия информации внутри протяженных естественных обьектов, например, сосудов человеческого тела, и искусственных конструкций (трубопроводов, коммуникаций ЖКХ) различных диаметров. Проф. А. Платонов из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН говорил о проблеме объезда препятствий в искусственных и естественных средах, решение которой позволит на практике создать полностью автономное транспортное средство, причем не только для Земли, но и для других планет. Самым юным участником научной школы-конференции стал семилетний Д. Сухоцкий. Его доклад "От игрушек к роботу. Из опыта первоклассника» был посвящен серьезному вопросу педагогики: использованию новых образовательных технологий при переходе от одной возрастной группы к другой. В работе научной школы-конференции участвовали представители вузов и научно-исследовательских институтов РАН из разных городов России, а общее количество докладов перевалило за полсотни.


 Построил робот — получи зачет


Соревнования роботов по мировым меркам уже не уникальное событие. Во многих странах проводятся чемпионаты различного уровня между мобильными роботами, созданными студенческими командами ведущих университетов. В этих интеллектуальных состязаниях, вполне обоснованно называемых спортом, участники соревнуются в конструировании наиболее совершенных робототехнических систем. Студенческие команды при подготовке к таким состязаниям вынуждены решать ряд задач управления и динамики, возникающих при конструировании и функционировании мобильных роботов.


Студенты-разработчики спортивных мобильных роботов должны не только обладать глубокими теоретическими знаниями в области точных наук, но и уметь воплотить новейшие достижения мехатроники в «железе». Здесь возникает уникальная возможность превращения знаний в нечто материальное и нечто живое. Создатель робота реально сталкивается с величайшей загадкой и чудом - проблемой «устройства» интеллекта. Острейшая конкуренция и экстремальные условия соревнований создают идеальные условия для апробации научно-технических новинок. За рубежом представители известных компаний-лидеров научно-технического прогресса в своей отрасли промышленности, постоянно нуждающиеся в принципиально новых технических решениях или нестандартных применениях известных технологий, внимательно следят за ходом таких мероприятий.


Роботы реальные и виртуальные


Многие проблемы, с которыми приходится сталкиваться создателям роботов, далеко выходят за рамки учебных программ и находятся на переднем крае научных исследований. Именно к такому классу задач относятся принципы организации систем управления интеллектуальных мобильных роботов на базе многопроцессорных и нейропроцессорных структур и вопросы коллективного поведения группы роботов.


К настоящему времени ужа разработано много вариантов проведения робототехнических соревнований, в которых состязаются различные типы роботов - от микророботов (микроботов) до «мехатронных монстров» весьма внушительных размеров. Эти роботы должны уметь находить выход из лабиринтов, сражаться в гладиаторских боях, участвовать в баталиях с командами противников на «футбольных» и «баскетбольных» полях, соревноваться в скорости прохождения той или иной трассы и т.д. Все эти спортивные качества роботы с успехом демонстрировали на знаменитой клетчатой площадке Института мехатроники.


Главное условие соревнований – полная автономность в действиях робота, который во время движения может опираться только на «собственный интеллект». Всякие попытки создателей робота в оказании внешней помощи своему «питомцу» сурово пресекаются судьями, вплоть до дисквалификации провинившейся команды.


"Водительские курсы мобильного робота» сводятся к созданию алгоритмов управления с учетом соответствующей параметрической неопределенности. И если команда недооценивает необходимость создания грамотной механико-математической модели, то ее робот облечен плестись в хвосте более «умных» конкурентов. Какой из команд удалось справиться с этими задачами лучше, болельщики и зрители видели своими глазами.


Сегодня проблема анализа группового поведения - одна из центральных в современных исследованиях по искусственному интеллекту и мехатронике.


Виртуальный футбол - это апробация разработанных компьютерных средств симуляции группового поведения роботов на примере футбола. В этом виде соревнований сравниваются не свойства реально существующих объектов, а управляющие алгоритмы. В турнире по виртуальному футболу е Институте механики МГУ сражались 18 команд из 9 городов России и Украины. Победителем стала команда Балтийского государственного технического университета из Санкт-Петербурга.


 В перспективе


По неофициальной статистике не более 15% выпускников естественнонаучных факультетов сегодня работают по специальности. Появление на Фестивале сотрудников кадровых агентств - «охотников за головами» - означает, что эта цифра может в скором времени увеличиться. Задачи, которые решают студенты при подготовке к соревнованиям, определяются реальными проблемами, существующими на производстве. Например, состязания на точность отслеживания линии – это полный аналог задачи движения робота на складе. И победитель Фестиваля в этом разделе имеет все основания претендовать на место разработчика технологического оборудования или программного обеспечения в соответствующей компании.


Теоретические и практические решения задач управления и навигации роботов, демонстрирующиеся в рамках Фестиваля, доказывают, что мобильные роботы представляют собой чрезвычайно удобный объект для постановки как классических, так и новых задач мехатроники и робототехники. Не менее важен тот факт, что конструирование мобильных роботов напрямую связано с вопросами создания искусственного интеллекта. Восемь лет жизни фестиваля «Мобильные роботы», соревнования во Франции, Японии, США, где российские студенческие команды участвовали и побеждали, свидетельствуют о том, что у отечественной робототехники есть резервы для развития.


 При подготовке обзора использованы материалы Интернет-сайта www robot.ru и публикации членов Оргкомитета фестивапя «Мобильные роботы».



Валентина Воронина журнал "Интеграл", №2, 2005